5.3 Условия работы зубчатой передачи

Угол поворота зубчатого колеса от момента входа зуба в зацепление до момента выхода его из зацепления называется углом перекрытия - . Отношение угла перекрытия зубчатого колеса передачи к его угловому шагу называется коэффициентом перекрытия :

>1. (20)

Необходимо, чтобы >1, иначе при работе передачи возможны моменты, когда в зацеплении не будет ни одной пары зубьев и передача будет работать с ударами.

Коэффициент перекрытия определяет среднее число пар зубьев, которые одновременно находятся в зацеплении. Если =1,6, это означает, что 0,4 периода зацепления одного зуба в зацеплении находится одна пара зубьев, а 0,6 периода зацепления того самого зуба в зацеплении находятся две пары зубьев. С увеличением коэффициента перекрытия :

1. Повышается плавность работы и несущая способность передачи.

2. Уменьшаются динамические нагрузки и шум в передаче.

Поэтому для высокоскоростных и тяжелонагруженных передач вместо прямозубых используют косозубые, шевронные колеса или колеса с криволинейными зубьями.

Общий коэффициент перекрытия:

, (21)

где - коэффициент торцового перекрытия

;

- коэффициент осевого перекрытия

,

- угол наклона зуба;

- ширина зубчатого венца.

Для прямозубых передач .

5.4 Краткие сведения о методах изготовления зубчатых колес, их конструкциях, материалах

Существуют следующие способы изготовления зубчатых колес: литье (без последующей механической обработки зубьев), для современных машин этот способ применяют редко; накатка зубьев на заготовке (без последующей их обработки); нарезание зубьев (т.е. зубья получаются в процессе механической обработки заготовки). Способ изготовления зубчатых колес выбирают в зависимости от их назначения и по технологическим соображениям [7].

Для отдельных конструкций машин в массовом производстве применяют способ накатки зубьев. Возможны также штамповка, протягивание и т. д. В этом случае форма инструмента повторяет очертания впадины (или зубьев). В большинстве же случаев зубчатые колеса изготовляют нарезанием. Зубья нарезают, как правило, методами копирования и обкатки. Копирование заключается в прорезании впадин между зубьями с помощью дисковой (рис.5,а) или пальцевой (рис.5, б) фрезы. Обкатка по сравнению со способом копирования обеспечивает большую точность и производительность. Производится долбяком (рис.5,в), червячной фрезой (рис.5,г) или инструментальной рейкой (рис.5,д). Для достижения высокой точности и малой шероховатости поверхности зубьев после нарезания производится отделка. Способы отделки зубьев:

• шлифование — производится методом копирования или обкатки шлифовальным кругом;

• шевингование — выполняется специальным инструментом: шевер-шестерней или шевер-рейкой (обкатывая обрабатываемое колесо, шевер отделывает зубья до требуемой точности и шероховатости поверхности);

• притирка — производится с помощью специального чугунного колеса (притира), находящегося в зацеплении с обрабатываемым колесом.

6 Передачи прямозубыми цилиндрическими колесами

6.1 Преимущества и недостатки

Зубчатую передачу с параллельными осями, у колес которой поверхности по диаметру выступов цилиндрические, называют цилиндрической. Цилиндрическая прямозубая зубчатая передача состоит из двух или нескольких пар цилиндрических колес с прямыми зубьями. Эта передача наиболее проста в изготовлении (табл. 4). Применяется в открытом и закрытом исполнении [1-8].

а б в

г д

Рисунок 5 – Методы нарезания зубчатых колес

Таблица 4 – Анализ передач прямозубыми цилиндрическими колесами

Достоинства	Недостатки
Простота	Высокая собственная динамика (, больше только при повышенной точности)
Нет осевых сил
Ступенчатая регулировка скорости

В прямозубом зацеплении нагрузка с двух зубьев на один или с одного на два передается мгновенно. Это явление сопровождается ударами и шумом.